医学模拟培训在体外循环临床教学中的应用

高国栋，赵 举，胡 强，杨九光，段 欣，刘 刚，龙 村，黑飞龙

体外循环作为大多数心血管外科手术的必要辅助手段，是术中患者生命的最后一道防线，其安全与否直接影响手术的成功及患者的预后。同时，体外循环是一个高度集约化、高风险的专业，步骤复杂，细节繁多，往往一个细小的环节可造成重大的事故。因此，体外循环医师不但要具备扎实的医学知识和熟练的专业技术，还要具备敏锐的观察判断力、准确的应急能力及丰富的临床经验，能够迅速有效地处理各种意外。年轻医师往往是体外循环意外发生的高危群体，针对年轻医师体外循环临床教学，尤其是安全事故的预防与处理训练就显得尤为重要。体外循环临床技能教学具有创伤性和危险性，在患者身上学习演练体外循环临床技能不符合实际。医学模拟教学是利用模拟技术创立高仿真模拟患者和临床情景来代替真实患者和真实情景进行临床实践教学的教育方法［1－2］，为临床实践操作和医学理论建立了一个过渡的纽带。针对体外循环和模拟教学的特点，笔者设计了体外循环模拟培训，模拟真实的体外循环临床环境和情景，进行体外循环技术和意外事件处理的高仿真模拟训练。本研究旨在探讨体外循环模拟教学在临床教学中针对体外循环操作技能培训的价值，为教学的改革与完善提供科学依据。

1 资料与方法

1．1 研究对象 10名具备2至3年体外循环临床经验的年轻医师参与本模拟训练的研究。模拟训练一共为5个模拟场景，每一个场景均由参与训练的两名学员分别担任灌注师和灌注助理，两名训练指导教师指导体外循环技术模拟培训及意外情况的处理。本研究为自身前后对照研究，包括首次模拟训练及1个月后的再次训练。前后模拟场景相同但顺序随机。

1．2 设备及材料

1．2．1 灌注模拟设备 采用 califia perfusion patien simulator生理驱动型模拟器，该系统系由计算机驱动的液压模拟器、运行控制程序的计算机、控制屏幕、触摸屏显示仪及打印机等组成。触摸屏显示仪可显示体外循环过程中所需的各项指标，如当前患者的各项生命体征，血流动力学指标，动脉和静脉血气值，气体流量和氧气浓度，温度控制，以及活化的凝血时间等，并可进行调节。模拟器的液压部件作为“患者”，可与人工心肺机器及监测仪器连接在一起，以实时模拟并显示体外循环手术过程中的生命体征及相关指标。该系统可以持续模拟心脏手术体外循环情况，有效地培训灌注师的基本灌注技能以及提高术中应急反应的能力。

1．2．2 体外循环设备与耗材 使用STOCKERT S5型人工心肺机，并配有平面监测和心脏停搏液压力监测及动脉端泵压监测，MAQUET 7800膜式氧合器，动脉微栓过滤器（宁波菲拉尔），成人体外循环管道（天津塑料研究所），心脏停搏液管道以及管道钳5把。滴入食用红色素的灭菌水为体外循环系统预充液。

1．3 体外循环场景设计

模拟患者：女，62 kg，165 cm。诊断：风湿性心脏病、主动脉瓣反流（大量）、二尖瓣狭窄（重度）并反流（大量），三尖瓣反流（大量）。

手术方式：主动脉瓣置换＋二尖瓣置换术＋三尖瓣成形术。全身肝素化、体外环路建立后开始体外转流，流量 2．4 L／（min·m2）。 主要模拟场景如下：

1．3．1 场景1 高泵压：体外循环转流开始，出现泵压过高，压力监测报警。

1．3．2 场景2 静脉回流不畅：转流过程中回流室液平面渐进性降低，主泵流量无法维持。

1．3．3 场景3 进气：主动脉阻断后手术过程中体外循环储血罐液面排空进气，气体进入到动脉微栓过滤器中。

1．3．4 场景 4 氧合器故障： 体外循环过程中，指导老师提醒学员目前动脉管路内血液颜色偏暗，血气提示氧合器氧合功能不良。

1．3．5 场景5 主泵故障：手术过程中主泵突然停泵。

1．4 处理方法 指导老师引导每组学员对当前所在的场景进行分析与讨论，并引申至此场景处于体外循环转流中不同阶段，各种不同意外情况时的处理。通过引导学员讨论，分析每种场景所产生的各种原因及处理方法，并提出预防措施。

1．5 效果评价 参照 Fouilloux［3］制定的体外循环模拟培训评分标准，对学员的评估预判、专业知识、临床操作及协作交流各方面的表现进行综合评分，见表1。

1．6 统计学方法 应用SPSS 16．0统计学软件进行统计学分析。考核成绩评分采用均数±标准差（±s）表示，采用配对t检验，以P＜0．05为差异有显著统计学意义。

2 结 果

通过体外循环的模拟培训，学员们在初次模拟时表现为认识预估欠准确，团队协作交流欠佳，专业知识不能学以致用，临床操作欠熟练，评分较低，经过模拟训练及指导老师的教学与指导，一个月后再次模拟，以上各方面表现均有明显进步，评分得到了非常显著地提高（P＜0．01），见表 2。

表1 学员综合情况评分表（n＝10）

表2 初次与再次模拟综合评分对比（n＝10）

3 讨 论

随着体外循环技术与学科体系的发展、临床指南的发布以及材料技术的进步，体外循环的安全性得到了很大的提高，但体外循环不良事件的发生率仍偏高，国内外报道为 1／15．6～1／220，导致患者死亡或者严重后果的不良事件为 1／1 453～1／3 220［4－7］。体外循环严重不良事件，比如氧合器故障、体外循环动脉进气、体外循环管路破裂、泵功能故障等一旦发生，瞬间风险极大，需要在短时间内快速、正确、有效地进行处理，否则将对患者造成严重后果，甚至危及生命。

因此，提高对此类发生紧急、演变迅速并影响重大的体外循环危机的认识及管理就显得尤为重要。体外循环团队整体处理危机能力的提高仅靠临床经验的积累远远不够，极容易对医患双方造成较大的损失。在这种情况下，体外循环模拟教学训练就非常必要。体外循环模拟教学训练利用各种现代技术和概念，通过在模拟器上模拟体外循环的过程及各种不良事件的场景，为学习者提供一个无风险的学习知识和技能的条件与环境，使受训人员在不受时间、空间等条件影响、没有较大压力的情况下，规范地学习体会体外循环过程，处理各种体外循环不良事件，并可重复训练，从而提高体外循环团队的临床操作能力及各种危机的处理能力，提高体外循环质量，减少体外循环各种严重不良后果的发生［8－10］。

在欧美等发达国家，较多心脏中心已成熟开展体外循环模拟训练，主要包括模拟体外循环常规操作过程及各种意外事件的处理［11－13］。体外循环常规操作过程的模拟主要为体外循环的建立、管理、撤离等过程及期间的血流动力学、温度、血气等的管理；体外循环不良事件的模拟主要为各种意外的场景，如静脉回流不畅、动脉气栓、高压报警、管路崩脱、氧合器故障等。我国目前体外循环模拟处于起步阶段，阜外医院已每年数次常规在进修医师及低年资医师中进行体外循环模拟培训；华西医院［14］也有体外循环模拟报道，并取得了理想效果。

在阜外医院体外循环临床模拟中，要求参与训练的学员分别担任主机与副机，并在处理问题过程中亲自动手。在每一个意外场景模拟结束后，在指导教师的引导下，充分讨论，分析每个意外场景可能发生的原因，并提出相应的处理措施，如有多种处理方法，则对各种处理方法比较，找出不同情况下的最佳处理方案，最后提出有效的预防措施。在各个场景的初次模拟中，学员的评估预判准确度较差、专业知识不能熟练应用、临床操作犹豫不决甚至手足无措，团队协作沟通不充分。但经过模拟训练并充分学习、讨论后，一个月后再次模拟时学员的各项能力表现均有显著提高（见表2）。

体外循环模拟训练之所以能够取得较为理想的模拟效果，主要是因高仿真模拟系统可创造出较为真实的体外循环过程及多种体外循环意外场景，通过反复进行各种临床操作过程的强化训练，从而使体外循环医师，尤其是低年资医师更好地掌握各种技能操作的要领，提高熟练程度，减少临床经验不足或操作不当带来的严重后果，在临床实践中减少患者的痛苦和伤害，改善预后。与传统的临床体外循环训练比较，它可以使学员在学习过程中不怕出错，甚至故意出错，通过在错误中学习而得到提高，这是传统临床训练无法做到的。通过不断犯错纠错，在错误中积累经验，提高临床思维能力和独立救治能力，从而在临床实践中提高工作质量。

总之，体外循环模拟教学可取得较为理想的教学效果，通过体外循环模拟培训可以提升体外循环医师的临床思维、操作技能及以标准化方式应对意外事件的处理能力，可成为体外循环临床教学的重要工具并推广应用。不足之处为模拟教学虽然采用模拟人及计算机模拟软件，但与临床实际之间还存在一定的距离，需要进一步提高和改进。